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Probabilistic Learning on Manifolds for Statistical Surrogate Models in Uncertain Nano-to-Macro Stochastic Systems
No full textInternational audienceThis paper presents a probabilistic learning method on random manifolds for building and updating statistical surrogate models using small datasets. The approach accounts for various types of variables, including random, controlled, and latent, forming a random manifold that links quantities of interest to controlled variables. This paper consolidates the Probabilistic Learning on Manifolds (PLoM) methodology, previously dispersed across multiple publications, and demonstrates its effectiveness through three diverse applications: Molecular dynamics, nonlinear elasticity, and updating under-observed nonlinear dynamic system with incomplete data. These examples illustrate the robustness of the method in managing complex and uncertain problems
Microbiome engineering to palliate microbial dysbiosis occurring in agroecosystems
No full textInternational audiencePlant health and productivity are closely tied to the fluctuations of soil microbiomes, which regulate biogeochemical processes and plant-soil interactions. However, environmental and anthropogenic stressors, including climate change, intensive agricultural practices, and industrial activities, disrupt these microbial communities. This microbial imbalance reduces soil fertility, plant health, and biodiversity, threatening agroecosystem sustainability.This review explores the mechanisms driving microbial dysbiosis in soil and plant environments. Plants under stress release chemical signals through root exudates, dynamically recruiting beneficial microbes to counteract microbial imbalances. Moreover, this review evaluates traditional methods to alleviate these stress-induced microbial alterations, such as microbial inoculants and organic soil amendments, alongside innovative strategies like phage therapy, CRISPR, and small RNA-based technologies.Despite these advancements, the practical implementation of microbiome interventions faces significant challenges. These include regulatory hurdles, economic constraints, and the need for long-term field studies to validate efficacy and ensure environmental safety
Prediction of relapse in a French cohort of outpatients with schizophrenia (FACE-SZ): Prediction, not association.
No full textInternational audienceBackgroundSchizophrenia (SZ) commonly manifests through multiple relapses, each impeding the path to recovery and incurring personal and societal costs. Despite the identification of various risk factors associated to the risk of relapse, the development of accurate algorithms predictive of relapse has been limited, partly due to inadequate statistical methods. Additionally, despite the wealth of data showing strong associations between inflammation and schizophrenia, the two existing studies failed to demonstrate whether inflammatory parameters could predict relapse. Our goal is then to identify clinical and inflammatory parameters associated with relapse in schizophrenia and to develop model to predict relapse in each patient.MethodsWe have used classical Cox regression, survival penalized regression, as well as survival random forests to analyze clinical and inflammatory biological data collected in the network of the Schizophrenia Expert Centers in France in which individuals with SZ are clinically assessed and followed up annually for 3 years.ResultsAmong 247 individuals with SZ, 71 (29 %) experienced a psychotic relapse during the 3-year follow-up period. The variables most consistently associated with relapses were smoking status, severity of positive symptoms and low global functioning. From a panel of inflammatory parameters, only IL-8 serum levels were associated with time to relapse. The predictive performance, assessed using C-index, was 0.54 using both penalized regression and random forests.ConclusionsWe found several clinical and biological variables consistently associated with relapses across three distinct statistical methods. However, despite these associations, the predictive capacity of these models remained low, highlighting that association does not necessarily mean prediction
Quand l’expertise environnementale réorganise les services : le cas de la métropole de Strasbourg
No full textInternational audienc
UN DISPOSITIF À TROIS NIVEAUX POUR LA FORMATION EN MATHÉMATIQUES ET TECHNOLOGIES NUMÉRIQUES : VERS UNE THÉORIE DES SITUATIONS DIDACTIQUES CURRICULAIRE ET SYSTÉMIQUE
No full textInternational audienceThis paper proposes an extension of the Theory of Didactic Situations (TDS) to the domain of curricular teacher education, through the design and implementation of a three-level professional development system involving trainers, teachers, and students. Anchored in a geometric task and structured through the Lesson Study approach, the framework facilitates the analysis of knowledge circulation across embedded didactic environments. The study is grounded in the DAaT-DP theoretical model (Double Approach Adapted to Technologies for Professional Development), which articulates systemic and local tensions within training processes. It shows how key TDS concepts—such as milieu, didactic contract, devolution, and institutionalization—are recontextualized to support the professional learning of both teachers and teacher educators in digital mathematics education.Cette communication propose une extension de la Théorie des Situations Didactiques (TSD) au champ de la formation curriculaire, à partir d'un dispositif à trois niveaux articulant formateurs, enseignants et élèves. Fondé sur une tâche géométrique et structuré par des Lesson Study, ce dispositif permet d'observer la circulation des savoirs dans des milieux didactiques emboîtés. L'analyse repose sur le cadre original DAaT-DP (Double Approche Adaptée aux Technologies pour le Développement Professionnel) et montre comment les concepts de la TSD sont réinvestis dans la formation à enseigner et à former
Exposition géographique de la population équine française à la tique Ixodes ricinus
No full textIxodes ricinus ticks represent a major health risk in France. Equidae are susceptible to numerous pathogens carried by these ticks, such as Borrelia burgdorferi sensu lato, responsible for Lyme disease, which can lead to severe clinical signs and significant consequences in the equine sports industry. Against this backdrop, the aim of this study was to assess and map the probability of exposure of Equidae in mainland France to infestation by I. ricinus ticks. We have chosen to quantify this exposition using a score calculated based on the multicriteria analysis method associated with geographic information systems (MCDA-GIS). This method relied on the selection of variables from four categories of tick-related presence and activity factors (meteorological, altitude, vegetation and hosts), determined from a literature review. We then assembled the variables associated with each category of presence and activity factors together. By associating this variable with a variable representing the presence of equidae in environments favourable to ticks, we obtained exposure score maps of equine exposure to tick infestation for metropolitan France during the period of maximum tick activity, spring 2022, on a communal scale. The results show a relatively low exposure score across the whole of France (with an estimated maximum of 5.4%), and a heterogeneous distribution of values, with areas having a higher score in north-western and central France. It seems that the spatial distribution of the score is very similar to that of the distribution of the equine presence score, and more particularly to the distribution of saddle horse numbers. One step in the MCDA-GIS method that could have been carried out in addition was a sensitivity analysis. In particular, this would have enabled us to assess the impact of the number of saddle horses on the results. Another step that could have been carried out was the validationLes tiques Ixodes ricinus représentent un enjeu majeur en matière de risque sanitaire en France. Les équidés sont sensibles à de nombreux agents pathogènes véhiculés par ces tiques comme Borrelia burgdorferi sensu lato, responsable de la maladie de Lyme pouvant engendrer des signes cliniques sévères et des conséquences importantes dans les filières équines sportives. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude était d'évaluer et de cartographier l'exposition des équidés en France métropolitaine à l'infestation par les tiques I. ricinus. Pour représenter l'exposition, nous avons choisi de la quantifier grâce à un score calculé à partir de la méthode d'analyse multicritères associée à des systèmes d'information géographique (MCDA-SIG). Cette méthode est fondée sur la sélection de variables appartenant à quatre catégories de facteurs de présence et d'activité associés aux tiques (météorologique, altitude, végétation et hôtes), déterminées d'après une revue bibliographique. Nous avons ensuite assemblé les variables associées à chaque catégorie de facteur de présence et d'activité entre elles. En associant cette variable ainsi construite une variable représentant la présence d'équidés sur les milieux favorables aux tiques, des cartes de score d'exposition des équidés à l'infestation par les tiques en France métropolitaine durant la période d'activité maximale de la tique, soit le printemps 2022, à l'échelle communale ont été obtenues. Les résultats montrent un score d'exposition relativement faible sur l'ensemble du territoire français (avec un maximum estimé à 5,4 %), et une répartition hétérogène des valeurs, avec des zones ayant un score plus élevé au niveau du nord-ouest et du centre de la France. Il semble que la distribution spatiale du score soit très similaire à celle de la répartition du score de présence des équidés et plus particulièrement à la répartition des effectifs des chevaux de selle. Une étape de la méthode MCDA-SIG qui aurait pu être réalisée en complément était une analyse de sensibilité. Cette étape aurait notamment pu permettre d'apprécier l'impact des effectifs d'équidés de selle sur les résultats. Une autre étape que nous aurions pu réaliser était la validation des résultats obtenus à partir d'observations de terrain composées de mesures de charges en tiques prélevées sur des équidés
: Muscle Contraction in Four Scales
No full textThis work presents a synthesis of the scientific research conducted by Matthieu Caruel between 2008 and 2025.The research focuses on multiscale modeling of muscle contraction, driven by the development of numerical simulation tools for health applications.Starting with the macroscopic description of the tissue within the framework of continuum mechanics, the author introduces the concept of active stress generated by molecular motors.This interaction can be represented by various mathematical models, formulated either in a deterministic framework of population dynamics or in a stochastic framework of Markov processes.M. Caruel then highlights the role played by mechanical interactions induced by anatomical structures at the micrometric scale in the emergence of collective effects within populations of interacting proteins.These findings suggest a reformulation of the classical modeling framework based so far on a direct coupling between the molecular scale and the tissue scale.The author emphasizes the necessity of such theoretical developments by presenting various experimental results that have demonstrated the fundamental role of supramolecular mechanical interactions, at the so-called mesoscopic scale, in the physiological processes regulating contraction.The manuscript is organized as follows.In Chapter 1, we start by giving the essential background on muscle contraction necessary to understand the positioning of the research work and its goals.A macroscopic model of the muscle tissue is presented in Chapter 2, with an emphasis on reduced formulations based on simplified geometries for modeling a muscle fiber and a cardiac ventricle.The force generation process by molecular motors is described in Chapter 3, where we present the classical chemical-mechanical population dynamics approach and more recent stochastic formulations.At the microscale, molecular motors operate in small groups called contractile units. Chapter 4 is dedicated to the modeling of the mechanical coupling of the molecular motors at this scale and its consequences on the force production.The structures connecting contractiles units to form muscle fibers within the tissue are introduced in Chapter 5. This chapter addresses the question of the mechanical pathways involved in the regulation of muscle contraction.All chapters are organized similarly. We start by an introduction providing the technical background and presenting the research challenges, before summarizing M. Caruel's contributions with references to the corresponding publications.A list of perspectives is established at the end of each chapter. Chapter 6 recapitulates these perspectives and briefly discuss potential applications of our work.Cet ouvrage présente une synthèse des travaux scientifiques menés par Matthieu Caruel entre 2008 et 2025. Ces recherches portent sur la modélisation multi-échelle de la contraction musculaire, motivées par le développement d’outils de simulation numérique pour des applications dans le domaine de la santé. En partant de la description macroscopique du tissu dans le cadre de la mécanique des milieux continus, l’auteur introduit la notion de contrainte active générée par les moteurs moléculaires. Cette interaction peut être représentée par divers modèles mathématiques, formulés soit dans un cadre déterministe de dynamique des populations, soit dans un cadre stochastique de processus de Markov. M. Caruel met ensuite en lumière le rôle des interactions mécaniques induites par les structures anatomiques à l’échelle micrométrique, dans l’émergence d’effets collectifs au sein des populations de protéines interagissantes. Ces résultats suggèrent une reformulation du cadre classique de modélisation, fondé jusqu’à présent sur un couplage direct entre l’échelle moléculaire et l’échelle tissulaire. L’auteur souligne la nécessité de ces développements théoriques en s’appuyant sur divers résultats expérimentaux ayant démontré le rôle fondamental des interactions mécaniques supramoléculaires, à l’échelle dite mésoscopique, dans les processus physiologiques régulant la contraction.Le manuscrit est organisé comme suit.Dans le Chapitre 1, nous présentons les notions essentielles sur la contraction musculaire nécessaires pour comprendre le positionnement et les objectifs des travaux de recherche. Un modèle macroscopique du tissu musculaire est introduit dans le Chapitre 2, avec une attention particulière portée sur des formulations simplifiées pour modéliser une fibre musculaire et un ventricule cardiaque. Le processus de génération de force par les moteurs moléculaires est détaillé dans le Chapitre 3, où nous exposons l’approche classique de dynamique chimique-mécanique des populations ainsi que des formulations stochastiques plus récentes. À l’échelle microscopique, les moteurs moléculaires fonctionnent en petits groupes appelés unités contractiles. Le Chapitre 4 est consacré à la modélisation du couplage mécanique des moteurs moléculaires à cette échelle et à ses conséquences sur la production de force. Les structures reliant les unités contractiles pour former des fibres musculaires au sein du tissu sont introduites dans le Chapitre 5. Ce chapitre traite des voies mécaniques impliquées dans la régulation de la contraction musculaire. Tous les chapitres suivent une organisation similaire. Ils commencent par une introduction fournissant le contexte technique et exposant les défis de la recherche, avant de résumer les contributions de M. Caruel avec des références aux publications correspondantes. Une liste de perspectives est établie à la fin de chaque chapitre. Le Chapitre 6 récapitule ces perspectives et discute brièvement les applications potentielles de ces travaux
Hellequin AP & Capon M., (coord.) 2025, Penser les confinements par les territoires : Cohabiter dans l'EspaCe d'Après, rapport scientifique, UMR LADYSS 7533 Programme MAMA 2020-2024
No full textNon-linéarités et interactions entre variables : quelques apports des méthodes d’apprentissage automatique interprétables à la régulation bancaire
No full textInternational audienc
Quand les communautés de pratique deviennent des entrepreneurs institutionnels favorisant l’innovation au sein des territoires
No full textInternational audienceL’objectif de cette contribution est de discuter les critères comportementaux d’une communauté de pratique (CoP) qui devient un entrepreneur institutionnel favorisant l’innovation au sein d’un territoire. Les autrices apportent un regard approfondi, de nature longitudinale, sur les modes d’influence de ce type d’institution informelle face aux institutions formelles présentes dans ce territoire. L’étude d’une CoP de startups, située dans la ville de Belo Horizonte, au Brésil, met en lumière sa logique institutionnelle qui désigne des critères communautaires spécifiques. Les résultats de la recherche montrent comment le pouvoir de cette logique institutionnelle se déploie, notamment quand elle se considère menacée par des institutions formelles du territoire pour mettre en œuvre leurs dynamiques d’innovation. Les comportements institutionnels identifiés de cette CoP transforment progressivement l’écosystème d’innovation de la ville